三菱可编程控制器在轧钢厂铁皮坑水泵顺序控制中的应用

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　　摘要：本文主要介绍了三菱公司的FX1S系列PLC的主要特点，以及它在轧钢厂铁皮坑水泵顺序工作控制中程序讲解。
　　关键词：可编程控制器、FX1S、顺序控制。
　　我公司轧钢厂铁皮坑水泵一共有三台，它们之间根据时间顺序工作，每次只工作一台泵，每台泵每天工作8小时。原来控制三台水泵顺序工作的控制是继电器控制盘，通过时间继电器来切换每台泵的启停。由于泵长时间的工作，时间继电器经常出现问题，这就会造成该启的泵启动不了，该停止的泵停止不了。给设备维护带来很多麻烦。同时继电器控制的顺序工作在控制上灵活性极差，当有一个泵坏了修理时，另两台泵就无法顺序控制，只能靠人工启动，根据时间人为的去停止。工作起来极为不方便。为了工作上的方便、为了减少设备维护量，把原来的继电器控制系统改成了三菱PLC的控制系统。三菱PLC采用的是FX1S系列的，下面对三菱公司FX1S系列的PLC进行介绍。
　　1、三菱公司FX1S系列的可编程控制器介绍
　　1.1.可编程控制器的基本概念
　　可编程控制器（Programmable Logic Controller）简称为PLC，是一种用于工业环境的数字式电子系统。这种系统用可编程的存储器作面向用户指令的内部寄存器，完成规定的功能，如逻辑、顺序、定时、计数、運算等，通过数字和模拟的输入、输出，控制各种类型的机械或过程，可编程控制器及其外围设备的设计，使它能够非常方便地集成到工业控制系统中，并能很容易地达到人们所期望的目标。
　　1.2可编程控制器的发展趋势
　　1.2.1速度快，体积更小
　　尽管可编程控制器的体积已经很小，但由于微电子技术的发展，电子电路的集成度越来越高，在体积缩小的同时，芯片的运算速度却越来越高。
　　1.2.2工业控制技术的集成
　　以PLC为核心，向下延伸到远程I/O、现场设备、步进/伺服系统等。向上扩展到人机界面、上位机、图形监控软件、通信等。而同级、向下、向上的联系则通过网络解决。
　　1.2.3开放性及与主流计算机的结合
　　所谓开放性，体现在制定标准后各合作厂商标准生产的设备经测试合格后均可直接挂上网，通信畅通无阻。
　　1.2.4仿真软件开发
　　为了缩短安装调试工期，个大厂商均推出自己的模拟/虚拟PLC软件，即仿真的调试环境，在用户程序写完后即可将程序下载到模拟/虚拟的PLC中。虚拟的PLC可代替实际硬件PLC运行，程序运行情况的监控方式与真实硬件PLC的监控方式完全相同。有了这种工具，可实现无硬件设备调试，调试可以在办公/实验室完成，大大缩短现场调试工期。
　　1.2.5实现远程服务
　　以Intranet/Internet为平台，可通过电话线和无线实现全球化得远程服务，少数高水平专家可为全球用户提供技术支援及服务。
　　1.3 FX1S系列可编程控制器的主要特点
　　1.3.1编程语言
　　在FX1S系列可编程控制器中，除基本的指令表编程方式外，还可以采用在图形画面上进行阶梯符号作图的梯形图编程方式，以及对应机械动作流程进行顺控设计的SFC（顺序功能图）方式。而且，这些程序可相互转换。指令表及梯形图如果按一定的规则编写，也可以实现到SFC图的逆变换。
　　1.3.2高速处理
　　由于可编程控制器内的一般计数器在扫描周期内动作，因此其响应速度一般为数10Hz左右。FX1S系列可编程控制器内置的高速计数器，对来自于特定的输入继电器的高速脉冲进行中断处理，因此与扫描时间无关，可以进行高达60KHz的计数。
　　在可编程控制器的输入继电器中设置了约10ms的C-R滤波器，以防止输入信号的振动和噪音的影响。由于输入继电器中的X000～X007使用了数字滤波器，因此可利用可编程控制器的程序改变滤波值。
　　1.3.3应用指令
　　基于追求“基本功能、高速处理、便于使用”的规范理念，FX1S可编程控制器具有数据的传送和比较、四则运算及逻辑运算、数据的循环和移位等基本的应用指令，还有输入输出刷新、中断等高速处理指令。
　　1.3.4链接、通信
　　FX1S可编程控制器之间可一对一的连接，它们之间可自动交换数据。
　　对于1台PC等计算机最大可连接16台FX1S可编程控制器，从计算机直接指定可编程控制器的软元件，并交换数据。
　　该类软件是指使计算机同FX1S可编程控制器连接，进行简单地数据读出/写入的基于WINDOWS平台的软件。
　　2、三菱FX1S系列PLC在轧钢厂铁皮坑水泵顺序工作控制原理图
　　3、对水泵顺序工作控制的PLC程序讲解
　　3.1单动控制
　　当单联动转换开关转换到单动，X0为0时。三台泵可以通过各自的启停转换开关通过PLC程序中的X2、X3、X4的输入状态来启动和停止各自对应的泵Y0、Y1、Y2的运行。
　　3.2联动控制
　　3.2.1三台泵都没有故障的情况
　　当单联动转换开关转换到联动，X0为1时。按一下联动启停按钮X1，脉冲信号。1号泵开始工作，Y0为ON。同时开始计时。当1号泵工作8小时时间到，1号泵停止工作Y0为OFF。同时2号泵开始工作，Y1为ON。同时开始计时。当2号泵工作8小时时间到，2号泵停止工作Y1为OFF。同时3号泵开始工作，Y2为ON。同时开始计时。当3号泵工作8小时时间到，3号泵停止工作Y2为OFF。同时1号泵开始工作。循环反复。当在按一下联动启停按钮X1，脉冲信号。所有泵全都停止。
　　3.2.2假如1号泵有故障的情况
　　当1号泵有故障时，把1号泵故障转换开关转换一下，让X4为1，表示1号泵有故障。这时当单联动转换开关转换到联动，X0为1时。按一下联动启停按钮X1，脉冲信号。2号泵开始工作，Y1为ON。同时开始计时。当2号泵工作8小时时间到，2号泵停止工作Y1为OFF。同时3号泵开始工作，Y2为ON。同时开始计时。当3号泵工作8小时时间到，3号泵停止工作Y2为OFF。同时2号泵开始工作。循环反复。当1泵故障处理好后，把1号泵故障转换开关转换回来，让X4为0，表示1号泵故障已经排除。这时循环工作的是2台泵，当3号泵停止工作的同时转到1号泵开始工作。然后三台泵循环反复的工作。
　　3.2.3假如2号泵有故障的情况
　　当2号泵有故障时，把2号泵故障转换开关转换一下，让X5为1，表示2号泵有故障。这时当单联动转换开关转换到联动，X0为1时。按一下联动启停按钮X1，脉冲信号。1号泵开始工作，Y0为ON。同时开始计时。当1号泵工作8小时时间到，1号泵停止工作Y0为OFF。同时3号泵开始工作，Y2为ON。同时开始计时。当3号泵工作8小时时间到，3号泵停止工作Y2为OFF。同时1号泵开始工作。循环反复。当2泵故障处理好后，把2号泵故障转换开关转换回来，让X5为0，表示2号泵故障已经排除。这时循环工作的是2台泵，当1号泵停止工作的同时转到2号泵开始工作。然后三台泵循环反复的工作。
　　3.2.4假如3号泵有故障的情况
　　当3号泵有故障时，把3号泵故障转换开关转换一下，让X6为1，表示3号泵有故障。这时当单联动转换开关转换到联动，X0为1时。按一下联动启停按钮X1，脉冲信号。1号泵开始工作，Y0为ON。同时开始计时。当1号泵工作8小时时间到，1号泵停止工作Y0为OFF。同时2号泵开始工作，Y1为ON。同时开始计时。当2号泵工作8小时时间到，2号泵停止工作Y1为OFF。同时1号泵开始工作。循环反复。当3泵故障处理好后，把3号泵故障转换开关转换回来，让X6为0，表示3号泵故障已经排除。这时循环工作的是2台泵，当2号泵停止工作的同时转到3号泵开始工作。然后三台泵循环反复的工作。
　　结束语： 经过一年多的运行，改造后的取水泵控制系统工作可靠、运行稳定、故障率低、大大地提高了取水泵的工作效率。
　　参考资料
　　[1]《可编程控制器原理及应用》（第三版）钟肇新.华南理工大学出版社
　　[2] 三菱微型可编程控制器手册
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